Transformatora inducētā EMF Ampēra likuma jautājumu un formulu piemēri
Ampēra likums
1. Saskaņā ar H. C. Ērsteda teikto, elektriskā strāva rada magnētisko lauku. Attīstot šo teoriju, spole, pa kuru plūst elektriskā strāva, arī rada magnētisko lauku. Spole, kas, plūstot elektriskā strāva, rada magnētisko lauku, kas līdzīgs stieņa magnēta radītajam laukam, ir...
A. toroid
B. solenoīds
C. spirālveida stieple
D. taisnstūrveida spole
Diskusija
Stieņa magnētam ir divi poli: ziemeļpols un dienvidpols. Stieņa magnēta radīto magnētisko lauku attēlo magnētiskā lauka līnijas, kas sākas no ziemeļpola un ieiet dienvidpolā.
Stieņa magnēta radītais magnētiskais lauks ir līdzīgs solenoīda radītajam magnētiskajam laukam, kā parādīts attēlā sānos.
Solenoīds ir garš stieples spirālis ar daudziem vijumiem. Zemāk redzamajā attēlā parādīts magnēta izgatavošanas piemērs, aptinot ap to stieples spirāli, ap kuru plūst elektriskā strāva. Magnētisko polu virzienu var noteikt, izmantojot labās rokas likumu.
Izstiepiet labo roku, novietojot to tā, lai plauksta būtu vērsta pret jūsu seju. Izstiepiet īkšķi un salieciet pārējos četrus pirkstus uz priekšu, virzienā uz seju. Četru pirkstu saliekuma virziens atbilst strāvas plūsmas virzienam spolē, savukārt īkšķis ir vērsts pret magnētiskā lauka ziemeļpolu. Īkšķis ir vērsts pret N asi, tāpēc N apzīmē magnēta ziemeļpolu, bet M - magnēta dienvidpolu.
Pareizā atbilde ir B.
Toroīds
2. Elektrisko strāvu pārvadoša toroida radītajam magnētiskajam laukam ir virziens….
A. perpendikulāri toroida plaknei
B. apļveida
C. turp un atpakaļ
D. atkarīgs no laika
Diskusija
Toroīds ir apļveida solenoīds, tāpēc, izmantojot labās rokas likumu, toroida radītajam magnētiskajam laukam ir apļveida virziens.
Pareizā atbilde ir B.
Inducētais EML
3. Ja magnēts tiek pārvietots spolē, starp spoles galiem radīsies inducēts elektromotoriskais spēks. Šo notikumu izraisa...
A. Mainās magnētiskā lauka virziens, kas griež spoli.
B. mainās magnētiskie poli, kas pārgriež spoli
C. Mainās magnētisko spēka līniju skaits, kas pārgriež spoli.
D. samazinās magnētisko spēka līniju skaits, kas pārgriež spoli
Diskusija
Inducēto elektrodzinējspēku rada mainīgs magnētiskais lauks. Inducētā EDS lielums nav atkarīgs no magnētiskā lauka izmaiņu ātruma, bet gan no magnētiskās plūsmas izmaiņu ātruma. Magnētiskā plūsma ir magnētiskā lauka līniju skaits, kas iet caur spoli. Magnētiskās plūsmas matemātiskā formula ir ΦB = BA cos θ. Ja magnētiskā lauka līnijas ir perpendikulāras spoles virsmas laukumam, tad leņķis, kas veidojas starp magnētiskā lauka līnijām un normāllīniju, ir 0.o, kur kosinuss ir 0o = 1. Ja magnētiskā lauka līnijas ir paralēlas spoles virsmas laukumam, tad izveidotais leņķis ir 90°o, kur kosinuss ir 90o = 0. Tātad magnētiskajai plūsmai ir minimālā vērtība, kad magnētiskā lauka līnijas ir paralēlas spoles virsmas laukumam, un maksimālā vērtība, kad magnētiskā lauka līnijas ir perpendikulāras spoles virsmas laukumam.
Inducētās emf lielumu aprēķina, izmantojot Faraday indukcijas likuma formulu:
Negatīvā zīme norāda, ka inducētais elektromotoriskais spēks ģenerē elektrisko strāvu pretējā virzienā nekā plūsmas izmaiņas sākumpunkts. Šo apgalvojumu sauc par Lenca likumu.
Pareizā atbilde ir C.
4. Inducētais EML, kas rodas spolē, lineāri palielinās laikā. Ja spoles virsmas laukums paliek nemainīgs un magnētiskais lauks ir perpendikulārs spoles virsmai, tad iespējamais magnētiskā lauka grafiks šajā stāvoklī ir….
Diskusija
Inducētās emf lielumu aprēķina, izmantojot Faraday indukcijas likuma formulu:
Ja elektriskais lauks ir perpendikulārs spoles virsmai, tad:
Informācija:
Ja magnētiskais lauks ir perpendikulārs spoles virsmai, magnētiskās plūsmas formula ir:
B = magnētiskais lauks, A = spoles virsmas laukums.
Spoles virsmas laukumam ir fiksēta vērtība, un magnētiskais lauks ir perpendikulārs spoles virsmai, tāpēc tam ir fiksēta vērtība.
Tātad, pamatojoties uz iepriekš minēto formulu, var secināt, ka tas, kas ietekmē inducētās emf vērtību, ir plūsmas izmaiņu ātrums, ja plūsmas izmaiņu ātrums ir lielāks, tad inducētais emf ir lielāks.
Pareizā atbilde ir B.
Transformators
5. Pievērsiet uzmanību sekojošajam apgalvojumam!
1. Primāro tinumu skaits ir mazāks par sekundāro tinumu skaitu
2. Primārais spriegums ir lielāks par sekundāro spriegumu
3. Primārā strāva ir lielāka nekā sekundārā strāva
4. Primārā jauda ir mazāka nekā sekundārā jauda
Apgalvojums, kas atbilst pastiprinājuma transformatora raksturlielumiem, ir….
A. 1. un 2. apgalvojums
B. 1. un 3. apgalvojums
C. 2. un 3. apgalvojums
D. 2. un 4. apgalvojums
Diskusija
Transformators ir ierīce maiņstrāvas (AC) sprieguma mainīšanai. Ir divu veidu transformatori: paaugstinošie transformatori un pazeminošie transformatori. Paaugstinošie transformatori palielina spriegumu, bet pazeminošie transformatori samazina spriegumu.
Paaugstinātā transformatora funkcijas ir palielināt spriegumu, lai tā raksturlielumi būtu:
1. Primārais spriegums ir mazāks, sekundārais spriegums ir lielāks
2. Primārā elektriskā strāva ir lielāka, sekundārā elektriskā strāva ir mazāka
3. Primāro vijumu skaits ir mazāks, sekundāro vijumu skaits ir lielāks
Pakāpeniski pazeminoša transformatora raksturlielumi samazina spriegumu tā, lai raksturlielumi būtu:
1. Primārais spriegums ir lielāks, sekundārais spriegums ir mazāks
2. Primārā elektriskā strāva ir mazāka, sekundārā elektriskā strāva ir lielāka
2. Primāro vijumu skaits ir lielāks, sekundāro vijumu skaits ir mazāks.
Elektriskā jauda ir elektriskā enerģija, kas tiek patērēta noteiktā laika intervālā. Enerģija tiek saglabāta, un tāpēc tiek saglabāta arī jauda. Tāpēc primārās spoles elektriskā enerģija ir vienāda ar sekundārās spoles elektrisko enerģiju, un tāpat ir arī elektriskā jauda.
Elektriskās jaudas formula:
P = VI
Apraksts: P = elektriskā jauda, V = elektriskais spriegums, I = elektriskā strāva
Pastāvīga jauda, tāpēc, pamatojoties uz šo formulu, tiek secināts, ka, ja elektriskais spriegums ir liels, tad elektriskā strāva ir maza, lai elektriskā sprieguma un elektriskās strāvas reizinājumam būtu nemainīga vērtība.
Pareizā atbilde ir B.
